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Fábio Gelape FaleiroNilton Tadeu V. JunqueiraAlessandra P. FáveroMaurício Antônio Lopes
PRÉ-MELHORAMENTOexperiências de sucesso
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• Introdução
• Exemplos de sucesso do pré-melhoramento
Milho Café Arroz Amendoim Mandioca
Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá
• O exemplo do maracujá
Conservação e caracterização da biodiversidade
Utilização prática da biodiversidade
Obtenção de híbridos interespecíficos
Obtenção de produtos tecnológicos
Perspectivas para as pesquisas
• Conclusões
PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso
Cerrados
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• Introdução
• Exemplos de sucesso do pré-melhoramento
Milho Café Arroz Amendoim Mandioca
Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá
• O exemplo do maracujá
Conservação e caracterização da biodiversidade
Utilização prática da biodiversidade
Obtenção de híbridos interespecíficos
Obtenção de produtos tecnológicos
Perspectivas para as pesquisas
• Conclusões
PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso
Cerrados
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• Sucesso do pré-melhoramentoidentificação de genes ou características úteis
incorporação em material elite
• Utilidades do pré-melhoramentosubsidiar o uso prático dos recursos genéticos
ampliar base genética de programas de melhoramento
elo de ligação entre recursos genéticos e melhoramento
munição para programas biotecnológicos
munição para programas de diversificação da agricultura
municação para programas de agregação de valor
Introdução
Cerrados
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• Introdução
• Exemplos de sucesso do pré-melhoramento
Milho Café Arroz Amendoim Mandioca
Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá
• O exemplo do maracujá
Conservação e caracterização da biodiversidade
Utilização prática da biodiversidade
Obtenção de híbridos interespecíficos
Obtenção de produtos tecnológicos
Perspectivas para as pesquisas
• Conclusões
PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso
Cerrados
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Exemplos de sucesso do pré-melhoramento
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• Introdução
• Exemplos de sucesso do pré-melhoramento
Milho Café Arroz Amendoim Mandioca
Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá
• O exemplo do maracujá
Conservação e caracterização da biodiversidade
Utilização prática da biodiversidade
Obtenção de híbridos interespecíficos
Obtenção de produtos tecnológicos
Perspectivas para as pesquisas
• Conclusões
PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso
Cerrados
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• É necessário voltar ao Teosinte?
• Grande variabilidade: 300 raças e milhares de variedades
• Algumas dificuldadesdiferenças de ciclo e épocas de florescimento
coloração de grãos
características de baixa produtividade
Milho
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• Retrocruzamentos
• Resistência à ferrugem (pool gênico tropical X temperado)
• Identificação de novos genes de resistência
• Valoração de germoplasmatolerância a estresses bióticos e abióticos
uso de milhos especiais (pipoca, doce, protéico, biofortificação)
uso de palha de milho para artesanato
Milho
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• Introdução
• Exemplos de sucesso do pré-melhoramento
Milho Café Arroz Amendoim Mandioca
Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá
• O exemplo do maracujá
Conservação e caracterização da biodiversidade
Utilização prática da biodiversidade
Obtenção de híbridos interespecíficos
Obtenção de produtos tecnológicos
Perspectivas para as pesquisas
• Conclusões
PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso
Cerrados
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• Características vantajosas de espécies silvestresresistência a pragas e doenças
tolerância à seca
características vegetativas da planta (porte, entrenós, raiz)
atributos químicos do grão (% cafeína, açúcares, sólidos solúveis)
• Icatu Vermelho, Icatu Amarelo, Icatu Precoce (ferrugem)
• Obatã IAC 1669-20 e Tupi IAC 1669-33 (porte)
Café
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• Introdução
• Exemplos de sucesso do pré-melhoramento
Milho Café Arroz Amendoim Mandioca
Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá
• O exemplo do maracujá
Conservação e caracterização da biodiversidade
Utilização prática da biodiversidade
Obtenção de híbridos interespecíficos
Obtenção de produtos tecnológicos
Perspectivas para as pesquisas
• Conclusões
PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso
Cerrados
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• Ganhos genéticos para produtividade < 1%
• Metodologia de retrocruzamento avançado (AB-QTL)genes de produtividade
tolerância à seca
espiguetas agrupadas
resistência a doenças
• Uso de marcadores moleculares como ferramenta
Arroz
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• Introdução
• Exemplos de sucesso do pré-melhoramento
Milho Café Arroz Amendoim Mandioca
Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá
• O exemplo do maracujá
Conservação e caracterização da biodiversidade
Utilização prática da biodiversidade
Obtenção de híbridos interespecíficos
Obtenção de produtos tecnológicos
Perspectivas para as pesquisas
• Conclusões
PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso
Cerrados
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• Espécie comercial Arachis hypogaeaalotetraplóide AABB 2n = 40
• Espécies silvestres
diplóides AA ou BB 2n =20
• Estratégia AA X BB = AABB (anfidiplóides sintéticos)
Amendoim
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• Introdução
• Exemplos de sucesso do pré-melhoramento
Milho Café Arroz Amendoim Mandioca
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• O exemplo do maracujá
Conservação e caracterização da biodiversidade
Utilização prática da biodiversidade
Obtenção de híbridos interespecíficos
Obtenção de produtos tecnológicos
Perspectivas para as pesquisas
• Conclusões
PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso
Cerrados
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• Alguns problemas da mandiocadeteriorização fisiológica pós-colheita (DFP)
pragas e doenças
• Melhoristas não tem usado cruzamentos inter-específicoslongo ciclo reprodutivoarraste de genes deletériosproblemas com segregação e recombinação
Mandioca
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• Introdução
• Exemplos de sucesso do pré-melhoramento
Milho Café Arroz Amendoim Mandioca
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• O exemplo do maracujá
Conservação e caracterização da biodiversidade
Utilização prática da biodiversidade
Obtenção de híbridos interespecíficos
Obtenção de produtos tecnológicos
Perspectivas para as pesquisas
• Conclusões
PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso
Cerrados
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• Utilização de diferentes gênerosMicrocitrus e Eremocitrus
Poncirus e Severinia
• Utilidade dos cruzamentos e gêneros afinsporta-enxertosmelhoramento genético
plantas ornamentais
Citrus
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• Introdução
• Exemplos de sucesso do pré-melhoramento
Milho Café Arroz Amendoim Mandioca
Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá
• O exemplo do maracujá
Conservação e caracterização da biodiversidade
Utilização prática da biodiversidade
Obtenção de híbridos interespecíficos
Obtenção de produtos tecnológicos
Perspectivas para as pesquisas
• Conclusões
PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso
Cerrados
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• Grande variabilidade genética
• Várias experiências de sucessoresistência e tolerância a estresses bióticos e abióticosadaptabilidadequalidade nutricional
Hortaliças
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• Introdução
• Exemplos de sucesso do pré-melhoramento
Milho Café Arroz Amendoim Mandioca
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• O exemplo do maracujá
Conservação e caracterização da biodiversidade
Utilização prática da biodiversidade
Obtenção de híbridos interespecíficos
Obtenção de produtos tecnológicos
Perspectivas para as pesquisas
• Conclusões
PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso
Cerrados
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• Antes de pré-melhoramentoConhecer o potencial
Estabelecer sistemas de produção - domesticação
• Seleção de acessos com base no uso comercial regional umbuzeiro e umbu-cajazeira (Semi-árido)açaí, cajá, cupuaçu (Amazônia)jenipapo, mangabeira (Mata Atlântica)
pequi, mangaba, araticum, baru (Cerrado)
Fruteiras nativas
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• Introdução
• Exemplos de sucesso do pré-melhoramento
Milho Café Arroz Amendoim Mandioca
Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá
• O exemplo do maracujá
Conservação e caracterização da biodiversidade
Utilização prática da biodiversidade
Obtenção de híbridos interespecíficos
Obtenção de produtos tecnológicos
Perspectivas para as pesquisas
• Conclusões
PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso
Cerrados
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• Introdução
• Exemplos de sucesso do pré-melhoramento
Milho Café Arroz Amendoim Mandioca
Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá
• O exemplo do maracujá
Conservação e caracterização da biodiversidade
Utilização prática da biodiversidade
Obtenção de híbridos interespecíficos
Obtenção de produtos tecnológicos
Perspectivas para as pesquisas
• Conclusões
PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso
Cerrados
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MaracujáRecursos Genéticos
Uso no melhoramentoUso econômico
Pré melhoram
ento
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Uso diversificado do maracujá
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• Introdução
• Exemplos de sucesso do pré-melhoramento
Milho Café Arroz Amendoim Mandioca
Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá
• O exemplo do maracujá
Conservação e caracterização da biodiversidade
Utilização prática da biodiversidade
Obtenção de híbridos interespecíficos
Obtenção de produtos tecnológicos
Perspectivas para as pesquisas
• Conclusões
PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso
Cerrados
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Biodiversidade
Variabilidade genética Passiflora~400 espécies~200 originárias do Brasil~70 dão frutos comestíveis
Desafiostaxonomia correta das espéciesidentificação de novas espéciesconhecer espécies do Cerradoerosão genética
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• Origem e distribuição principalmente na América
• Centro-Norte do Brasil - principal centro de diversidade
• Conservação de Passifloras no Mundo- ~50 coleções- ~1200 acessos
• Conservação de Passifloras no Brasil- ~8 coleções- ~600 acessos
• Conservação na Embrapa Cerrados- ~36 espécies- ~200 acessos
• Enriquecer as coleções é uma necessidade
latitude
longitude
Conservação da biodiversidade
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Características agronômicase quantitativas
Características morfológicas
Características molecularesCerrados
latitude
longitude
Descritoresecológicos
Caracterização da biodiversidade
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Características agronômicase quantitativas
Características morfológicas
Características molecularesCerrados
latitude
longitude
Descritoresecológicos
Caracterização da biodiversidade
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• Introdução
• Exemplos de sucesso do pré-melhoramento
Milho Café Arroz Amendoim Mandioca
Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá
• O exemplo do maracujá
Conservação e caracterização da biodiversidade
Utilização prática da biodiversidade
Obtenção de híbridos interespecíficos
Obtenção de produtos tecnológicos
Perspectivas para as pesquisas
• Conclusões
PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso
Cerrados
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Uso da biodiversidade no melhoramento genético
Menor dependência da polinização manualestrutura floral que permite polinização por insetos pequenosespécies autocompatíveisProdução na entressafra – florescimento em dias curtos
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Uso da biodiversidade no melhoramento genético
Melhoria da qualidade da polpa
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Uso da biodiversidade no melhoramento genético
Resistência a doenças, vigor e longevidadeResistência a virose Resistência a bacterioseResistência a antracnoseResistência a fusariose e nematóides
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Uso da biodiversidade como plantas medicinaisEspécie Fito-constituintePassifora actinia Hooker Isovitexin, (Santos et al. (2003)
Passiflora adenopoda Moc. &Sesse
Glicosídeos cianogênicos linamarina, lotaustraliana (Spencer eal., 1986).
Passiflora ambigua Linn. Flavonóide saponarina (Ulubelen et al., 1982b).Passiflora apetala Linn. Glicosídeo cianogênico Passibiflorina (Olafsdottir et al., 1997).Passiflora biflora Domb. O- e C-glicosilflavonas; 4’-O-rhamnosilswertisina, luteolina-7-O
neohesperidosídeo juntamente com suertisina, suertiajaponina4’-O-rhamnosil-suertiajaponina, 2’’-O-rhamnosilisoorientina 2’’-O-ramnosilisovitexina (McCormick and Mabry, 1983)glicosídeos cianogênicos passibiflorina e epipassibiflorina(Spencer e Seigler, 1985a).
Passiflora bryonioides H.B.K Derivados flavona saponaretina, vitexina, apigenina-7monoglicosídeo e dois kaempferol-3-biosídeos (Poethke et al.1970). Alcalóide harman (Poethke et al., 1970).
Passiflora caerulea Linn. Uma flavona chrisina (Speroni et al., 1996), glicosídeocianogênico sulfato tetrafillina B-4-sulfato eepitetrafillina B-4-sulfato (Seigler et al., 1982)
Passiflora calcarata Mast. Passiflorina (Bombardelli et al., 1975)Passiflora capsularis Lam. Passicapsina; Biglicosídeo cianogênico 4-bi-vinosiltetrafillina B
(Fischer et al., 1982)Passiflora coactilis Linn. C-glicosil flavonas 4’-O-glicosil-2’’-O-rhamnosil orientina, 4’
O-glicosil-2’’-O-rhamnosil-vitexina, vitexina, 4’-Oglicosilvitexina, isovitexina, isoorientina, 4’-O-glicosil orientina2’’-O-rhamnosil orientina, scoparina, 2’’-O-rhamnosil scoparinae 8-C-glicosil-diosmetina (Escobar et al., 1983)
Passiflora coccinea Aubl. Glicosídeo cianogênico passicoccina (Spencer e Seigler, 1985b)Passiflora cochinchinensisSpreng.
Flavonóides naringina e apigenina-7-O-glicosídeo; Aminoácidos; Carboidratos (Ma et al., 1982)
Passiflora colinvauxii Linn. Glicosídeo cianogênico passibiflorina (Adsersen et al., 1993)Passiflora coriacea Fuss. Glicosídeo cianogênico barterina (Olafsdottir et al., 1989 a b)Passiflora cyanea Mast. C-glicosil flavonóide 2’’-xylosilvitexina e coumarina esculetina
(Ulubelen et al., 1981)Passiflora foetida Linn. Flavonóides pachipodol, 7,4’-dimetoxiapigenina, ermanina, 4’,7
O-dimetil-naringenina, 3,5-dihidroxi-4,7-dimetoxi flavanona(Echeverri e Suarez, 1985; Echeverri e Suarez, 1989). C-glicosiflavonóides chrisoeriol, apigenina, isovitexina, vitexina , 2’’xilosilvitexina, luteolina-7-β-D-glicosídeo, kaempfero(Ulubelen et al., 1982c); Cianohidrina glicosídeos tetrafillina Atetrafillina B, tetrafillina B sulfato, deidaclina, volkenina(Andersen et al., 1993); Ácidos graxos ácido linoléico e ácidolinolênico (Hasan et al., 1980); alpha-pirones chamadapassifloricinas (Echeverri et al., 2001)
Passiflora hybrida Nees. Um éster de sulfato de tetrafillina B (Jaroszewski and Fog, 1989)Passiflora indecora H.B.K Glicosídeo cianogênico passibiflorina (Olafsdottir et al., 1997)Passiflora laurifolia Linn. Ácido Pantotênico, ácido ascórbico (CSIR, 1966b)
Fonte: Costa e Tupinambá, 2005
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Uso da biodiversidade como porta-enxerto
Resultados iniciais da pesquisa animadores
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Uso da biodiversidade na indústria
SucosSucos concentradosBebidas diversas
SobremesasGastronomiaProdutos cosméticosProdutos medicinais
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Uso da biodiversidade como plantas ornamentais
Fotos: Peixoto, Faleiro, Junqueira 2005
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• Introdução
• Exemplos de sucesso do pré-melhoramento
Milho Café Arroz Amendoim Mandioca
Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá
• O exemplo do maracujá
Conservação e caracterização da biodiversidade
Utilização prática da biodiversidade
Obtenção de híbridos interespecíficos
Obtenção de produtos tecnológicos
Perspectivas para as pesquisas
• Conclusões
PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso
Cerrados
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Retrocruzamentos assistidos por marcadores moleculares visando a resistência do maracujazeiro a múltiplas doenças
Genitor recorrente
Genitores resistentes
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Resistência a bactérias
Resistência a fungosResistência a vírus
Cerrados
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Genitor recorrente X Genitor resistente
F1
RC1F1
RC2
RC3
% de recuperação média do genoma recorrente
50%
75%
87,5%
93,75%......
..
..
..Cerrados
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Genitor recorrente X Genitor resistente
F1
RC1F1
RC2
RC3
% de recuperação média do genoma recorrentesem e com o uso de marcadores moleculares
Sem o uso Com o uso50% 50%
75% >75%
87,5% >87,5%
93,75% >93,75%......
..
..
..
..
..
..Cerrados
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F ?1
A
F ?1
BConfirmada Não-confirmada
Confirmação da fecundação cruzada
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Genitor recorrente
Genitor resistenteX
F1 RC1 RC2 RC3
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• Introdução
• Exemplos de sucesso do pré-melhoramento
Milho Café Arroz Amendoim Mandioca
Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá
• O exemplo do maracujá
Conservação e caracterização da biodiversidade
Utilização prática da biodiversidade
Obtenção de híbridos interespecíficos
Obtenção de produtos tecnológicos
Perspectivas para as pesquisas
• Conclusões
PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso
Cerrados
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Produtos tecnológicos
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Maracujazeiro-azedo
Lançamento: 29 de maio de 2008
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Produtos tecnológicos
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Maracujazeiro-ornamental
Lançamento: 11 de dezembro de 2007
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Produtos tecnológicos
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Maracujazeiro-azedo com + Vitamina C
BRS Pérola do Cerrado
Maracujazeiro medicinal / funcional
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Produtos tecnológicos
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Maracujazeiro-doce
Híbridos de maracujazeiro doce
BRS Amarelo Mexirica
BRS Roxo Jaboticaba
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• Introdução
• Exemplos de sucesso do pré-melhoramento
Milho Café Arroz Amendoim Mandioca
Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá
• O exemplo do maracujá
Conservação e caracterização da biodiversidade
Utilização prática da biodiversidade
Obtenção de híbridos interespecíficos
Obtenção de produtos tecnológicos
Perspectivas para as pesquisas
• Conclusões
PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso
Cerrados
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Ampliar a conservação do maracujazeiro
campo
casa-de-vegetação
Banco de germoplasma “Flor-da-Paixão”
~ 250 acessos de 70 espéciesmaior coleção do mundo
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Obtenção de novos híbridos interespecíficos
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Atividades de transferência de tecnologia
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http://maracuja.cpac.embrapa.br
INFORMAÇÕES ADICIONAIS
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• Introdução
• Exemplos de sucesso do pré-melhoramento
Milho Café Arroz Amendoim Mandioca
Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá
• O exemplo do maracujá
Conservação e caracterização da biodiversidade
Utilização prática da biodiversidade
Obtenção de híbridos interespecíficos
Obtenção de produtos tecnológicos
Perspectivas para as pesquisas
• Conclusões
PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso
Cerrados
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CONCLUSÕES
• Importância dos estudos de pré-melhoramento
• Pré melhoramento-melhoramento-pós melhoramento
• Potencial das espécies silvestres X erosão genética
• Implicações da legislação na ciência e tecnologia
Cerrados
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Muito obrigadopela atenção